淺談混凝土表面氣泡的成因與防治措施

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我國是世界最大的水泥生產(chǎn)國,混凝土工程量也居世界之首,近年來對于混凝土技術(shù)研究雖然發(fā)展較快,但經(jīng)調(diào)查,混凝土表面的氣泡消除卻存在較少研究。目前,混凝土表面出現(xiàn)的氣泡,引起了建設(shè)單位、監(jiān)理單位、商品混凝土供應(yīng)單位以及施工單位多方的扯皮糾紛時有發(fā)生,每年發(fā)生的頻率無法統(tǒng)計。

　　在混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范中規(guī)定,當混凝土含氣量每增加1%時,28天抗壓強度下隆5%。但若是加入優(yōu)質(zhì)的引氣劑,可以在混凝土中形成直徑20-200μm的微小氣泡,使氣泡不僅分布均勻而且密閉獨立,在混凝土施工過程中有一定的穩(wěn)定性。從混凝土結(jié)構(gòu)理論上來講,直徑如此小的氣泡形成的孔隙屬于毛細范圍或稱無害也、少害孔,它不但不會降低強度,還會大大提高混凝土的耐久性。而當混凝土表面的氣泡大于以上標準時,對混凝土將會帶來不利影響。

　　現(xiàn)就建筑墻體表面氣泡的成因與防治問題進行分析。

　　一、混凝土表面氣泡產(chǎn)生的原因

　　引起混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡的原因較多,也較復(fù)雜,但經(jīng)過歸納,在施工中產(chǎn)生氣泡的最主要原因是由于材料、施工方法不當所造成的。

　　(一)原材料使用不當

　　根據(jù)骨料級配密實原理,在施工過程中,如果使用材料本身級配不合理,粗骨料偏多,細骨料較少,碎石材料中針片狀顆料含量過多,以及在生產(chǎn)過程中實際使用砂率比試驗室提供的砂率要小,此時細粒料不足以填充粗集料之間的空隙,導(dǎo)致集料不密實,形成產(chǎn)生氣泡的自由空隙。另外水泥的多少和水灰比的大小,也是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的重要原因。在試驗室試配混凝土時,考慮水泥用量主要是針對強度而言,如果在能夠滿足混凝土強度的前提下,一定限度內(nèi)增加水泥用量,減少水的用量,氣泡會減少,但如果不減少水的用量,氣泡數(shù)量是否減少不確定,但同時也增加了混凝土的粘度,影響了攪拌混凝土時產(chǎn)生氣泡的排出,而水量較多也使自由水較多易形成氣泡。在水泥用量太少的混凝土拌合物中,由于水化反應(yīng)耗費用水較少,使得薄膜結(jié)合水、自由水相對較多,從而讓水泡形成的幾率增大,這便是用水量較大,水灰比較高的混凝土易產(chǎn)生氣泡的原因所在。再者摻合料的多少也會直接導(dǎo)致氣泡數(shù)量的增減,當混凝土中水泥的含量可以保證混凝土的強度時,用摻合料代替部分水泥,可以改善混凝土的和易性而造價會大大降低,活性料還對強度有一些提高,適量的摻合料能改善混凝土的和易性,形成的膠合料能填塞骨料間的空隙,減少氣泡的產(chǎn)生;但摻加過量的摻合料會導(dǎo)致混凝土的粘度增加,影響氣泡的排出,故商品混凝土中摻合料較多是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的原因;試驗結(jié)果表明,減水劑ZB-1A摻量0.7%的混凝土表面氣泡數(shù)量是不摻減水劑的混凝土的3.5倍,而且摻量越大影響越明顯。

　　(二)施工方法不當

　　《混凝土泵送技術(shù)規(guī)程》(GB/T10-95)中規(guī)定“混凝土澆注分層厚度,宜為300～500 mm”但是在實際施工時,往往澆注厚度都偏高,由于氣泡行程過長,即使振搗的時間達到要求,氣泡也不能完全排出,這樣也會造成混凝土結(jié)構(gòu)表面氣泡。

　　振搗工藝不當,混凝土振搗不充分;由于設(shè)計斷面尺寸比較小,截面變化處不容易振搗,氣泡不易逸出。

　　墻體內(nèi)大型預(yù)留洞口底模未設(shè)排氣孔,混凝土對稱下料時產(chǎn)生氣囊,或鋼制模板封閉太嚴,表面排氣困難。

　　不合理使用脫模劑,新拌混凝土結(jié)構(gòu)面層的氣泡一旦接觸到粘稠的脫模劑,即使合理的振搗,氣泡也很難沿模板上升排出,直接導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)氣泡。

　　二、產(chǎn)生的氣泡對混凝土結(jié)構(gòu)的危害

　　這里所說的危害不能一概而論。實驗證明當混凝土中氣泡的粒徑在30—50nm以下時,或當混凝土的含氣量在4%以內(nèi)時,這些氣泡對增加混凝土的耐久性、抗凍性、抗摻性是有極大的好處的。當混凝土中通過引所劑的作用產(chǎn)生了很多微小的氣泡后,會使混凝土在地震的作用下減少混凝土的脆性而增大混凝土的韌性。所以不能因為摻加了引氣劑而所產(chǎn)生的氣泡均歸罪與它是不公的。

　　降低了混凝土結(jié)構(gòu)的強度。由于氣泡較大,減少了混凝土的截面體積,致使混凝土內(nèi)部不密實,從而影響了混凝土的強度。

　　降低了混凝土結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能。由于混凝土表面出現(xiàn)了大量的氣泡,減少了鋼筋保護層的有效厚度,加速了混凝土表面碳化的進程,嚴重的影響了混凝土的外觀。

　　三、混凝土表面氣泡的防治措施

　　從設(shè)計上控制水灰比和外加劑中引氣劑的含量

　　在滿足施工要求坍落度的情況下,盡量減小水灰比,同時控制外加劑中引氣劑的含量不得大于規(guī)范規(guī)定的范圍,使混凝土中的含氣量:一般混凝土控制在4% 以內(nèi),高標號混凝土如C50—C60混凝土控制在3%以內(nèi)。而水灰比越小,產(chǎn)生的氣泡會越少。

　　原材料上控制引氣劑的質(zhì)量和含量

　　外加劑中引氣劑的質(zhì)量對混凝土表面產(chǎn)生的氣泡有著本質(zhì)的影響。俗話說,治標應(yīng)治本。所以對高標號、高性能混凝土我們一定要選用引氣氣泡小、分布均勻穩(wěn)定的引氣型外加劑。盡量少用含松香類型的引氣劑,因為這類引氣劑摻入后產(chǎn)生的氣泡較大。

　　從混凝土生產(chǎn)中解決產(chǎn)生氣泡的原因

　　如前所述,混凝土的不均勻攪拌會導(dǎo)致外加劑在混凝土中的不均勻分布,從而起不到外加劑的作用。特別強調(diào)的是:有的商品混凝土從出廠到施工現(xiàn)場需要很長的運輸時間,這時由于有的坍損較大,有的廠家技術(shù)員利用外加劑進行二次調(diào)配,在這種情況下一定要加強混凝土的攪拌均勻。

　　從施工工藝上來減少氣泡的產(chǎn)生

　　實踐證明,從模板的脫模劑上來消除混凝土表面的氣泡會起到很好的效果。目前在市場上已經(jīng)有很多單位研制出了具有消泡化學成分的脫模劑,這種消泡型的脫模劑在使用后,當混凝土產(chǎn)生的氣泡與模板表面脫模劑中所含的消泡劑相遇后,消泡劑會立即破滅或由大變小,由小變微,使混凝土表面起到極其平滑致密的效果。另外,實踐還證明,當采用表面光滑的模板時產(chǎn)生的氣泡少,當采用表面粗糙的模板時產(chǎn)生的氣泡就會多一些。因此在選定施工方案或模板材料時,盡可能地選用優(yōu)質(zhì)、表面光滑的模板材料。

　　從施工方法上來解決產(chǎn)生氣泡的原因

　　在混凝土的施工過程中,我們應(yīng)注意:應(yīng)分層布料,分層振搗。分層的厚度以不大于50cm為宜。否則氣泡不易從混凝土內(nèi)部往上排出。同時應(yīng)注重混凝土的振搗,嚴防出現(xiàn)混凝土的欠振、漏振和超振現(xiàn)象。

　　采用后天補救的方法來解決已產(chǎn)生的表面氣泡

　　經(jīng)實踐證明,采用與商品混凝土同品種、同標號、同配比的水泥和粉煤灰配制后,對商品混凝土構(gòu)件表面所產(chǎn)生的細微氣泡進行填補,會起到色澤一致、強度要求相當?shù)男Ч?。但填抹時,應(yīng)在混凝土構(gòu)件剛拆模時進行,這樣當填抹的水泥粉料填入混凝土表面的氣泡中時,粉料會吸入混凝土內(nèi)部的多余水分或是利用給混凝土養(yǎng)護的水分來自身發(fā)生水化、固化反應(yīng),從而基本達混凝土原設(shè)計的強度。對較大缺陷的氣泡修補應(yīng)采用混凝土原漿進行修補,但需經(jīng)建設(shè)單位和監(jiān)督部門驗收認可后方可進行。

　　結(jié)束語

　　在很多全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)墻體工程的施工中,按照以上控制措施對混凝土原材料、模板、脫模劑的選擇,混凝土粘稠度、和易性及其澆筑振搗等方面進行了嚴格控制,通過對結(jié)構(gòu)工程的跟蹤檢查,證明有效控制了混凝土表面氣泡的大小和間距,達到了清水混凝土的效果。